
- •Учебное пособие
- •Оглавление
- •1. Введение в исследование операций 6
- •2. Элементы линейной алгебры 27
- •3. Линейное программирование 66
- •4. Теория двойственности в линейном программировании 143
- •5. Целочисленные модели исследования операций 181
- •6. Экономические задачи, сводящиеся к транспортной модели 219
- •Введение в исследование операций
- •1.1. Этапы исследования операций
- •Домашнее задание №1
- •2. Элементы линейной алгебры
- •2.1. Алгебра матриц
- •2.1.1. Виды матриц
- •2.1.2. Действия над матрицами
- •Домашнее задание №2
- •2.2. Вычисление определителей
- •Домашнее задание №3
- •2.3. Решение систем алгебраических уравнений
- •2.3.1. Основные понятия и определения
- •2.3.2. Формулы крамера и метод обратной матрицы
- •2.3.3. Метод жордана-гаусса
- •Домашнее задание №5
- •2.4. Векторное пространство
- •2.4.2. Размерность и базис векторного пространства
- •Домашнее задание №6
- •2.5. Решение задач линейной алгебры с помощью ms excel
- •3. Линейное программирование
- •3.1. Постановки задачи линейного программирования
- •3.1.1. Общая постановка задачи линейного программирования
- •3.1.2. Основная задача линейного программирования
- •3.1.3. Каноническая задача линейного программирования
- •3.2. Графический метод решения злп
- •Домашнее задание №7
- •Домашнее задание №8
- •3.3. Анализ решения (модели) на чувствительность
- •Домашнее задание №9
- •3.4. Решение линейных моделей симплекс-методом.
- •Переход от одной к-матрицы злп к другой к-матрице
- •Алгоритм симплекс-метода
- •Домашнее задание №10
- •3.4. Двойственный симплекс-метод (р-метод)
- •Определение р-матрицы злп
- •Условия перехода от одной р-матрицы злп к другой
- •Алгоритм р-метода
- •Решение задач р-методом
- •Домашнее задание №11
- •Домашнее задание №12
- •3.5. Решение злп двухэтапным симплекс-методом
- •Первый этап - решение вспомогательной задачи
- •Второй этап - решение исходной задачи
- •Домашнее задание №13
- •3.6. Решение злп с помощью ms excel
- •4. Теория двойственности в линейном программировании
- •4.1. Определение и экономический смысл двойственной злп
- •4.2. Основные положения теории двойственности
- •Получение оптимального плана двойственной задачи на основании теоремы 4
- •На первой итерации получен оптимальный план злп (4.24).
- •4.3. Анализ решения злп с помощью теории двойственности
- •4.4. Анализ решения злп на основе отчётов ms excel
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •5. Целочисленные модели исследования операций
- •5.1. Метод ветвей и границ решения целочисленных задач линейного программирования (цзлп)
- •X1, х2 0, целые.
- •Подробное описание метода
- •5.2. Задача коммивояжера
- •Применение метода ветвей и границ для решения задачи коммивояжера
- •Ветвление
- •Построение редуцированных матриц и и вычисление оценок снизу
- •Формирование списка кандидатов на ветвление
- •6. Экономические задачи, сводящиеся к транспортной модели
- •6.1.Транспортная задача линейного программирования
- •Методы составления первоначальных опорных планов
- •Метод потенциалов решения транспортной задачи
- •Проверка выполнения условия оптимальности для незанятых клеток
- •Выбор клетки, в которую необходимо поместить перевозку
- •Построение цикла и определение величины перераспределения груза
- •Проверка нового плана на оптимальность
- •Определение оптимального плана транспортных задач, имеющих некоторые усложнения в их постановке
- •6.2.Экономические задачи, сводящиеся к транспортной модели
- •Оптимальное распределение оборудования
- •Формирование оптимального штата фирмы
- •Задача календарного планирования производства
- •Модель без дефицита
- •Модель с дефицитом
- •6.3.Задача о назначениях
- •Венгерский алгоритм
- •Оптимальное исследование рынка
- •Оптимальное использование торговых агентов
- •Основная литература
- •Дополнительная литература.
Вариант 9
На предприятии выпускается три вида изделий, используется при этом три вида сырья:
Сырье |
Нормы затрат ресурсов на единицу продукции |
Запасы |
|
|
|||
|
А |
Б |
В |
сырья |
|
||
I |
1 |
2 |
1 |
430 кг |
|
||
II |
3 |
0 |
2 |
460 кг |
|
||
III |
1 |
4 |
0 |
420 кг |
|
||
Цена |
3 |
2 |
5 |
|
|
Как изменится общая стоимость выпускаемой продукции и план ее выпуска, если запас сырья I вида увеличить на 80 кг., а II - уменьшить на 10кг.?
Целесообразно ли выпускать изделие Г ценой 7 единиц, если нормы затрат сырья 2, 4 и 3 кг.?
Вариант 10
Для изготовления четырех видов продукции используют три вида сырья. Запасы сырья, нормы его расхода и прибыль от реализации каждого продукта приведены в таблице.
Тип |
Нормы расхода сырья на одно изделие |
Запасы |
|
|
|
||||
Сырья |
А |
Б |
В |
Г |
сырья |
|
|||
I |
2 |
1 |
0,5 |
4 |
2400 |
|
|||
II |
1 |
5 |
3 |
0 |
1200 |
|
|||
III |
3 |
0 |
6 |
1 |
3000 |
|
|||
Цена изделия |
7,5 |
3 |
6 |
12 |
|
|
Как изменится общая стоимость выпускаемой продукции и план ее выпуска, если запас сырья I вида увеличить на 100 кг., а II - уменьшить на 150кг.?
Целесообразно ли выпускать изделие «Д» ценой 10 единиц, если нормы затрат сырья 2, 4 и 3 кг.?
Домашнее задание №14
Решить с помощью MS Excel следующие задачи (варианты 1-5, 6-10).
1-5. Для приготовления четырех видов продукции (A, B, C, D) используют три вида сырья. Ресурсы сырья, норма его расхода на единицу продукции и цена продукции заданы в соответствующей таблице.
1)Определите план выпуска продукции из условия максимизации его стоимости.
2)Определите статус, ценность каждого ресурса и его приоритет при решении задачи увеличения запаса ресурсов.
3)Определите максимальный интервал изменения запасов каждого из ресурсов, в пределах которого структура оптимального плана, то есть номенклатура выпускаемой продукции, остается без изменения.
4)Определите суммарную стоимостную оценку ресурсов, используемых при производстве единицы каждого изделия. Производство какой продукции нерентабельно?
5)На сколько уменьшится стоимость выпускаемой продукции при принудительном выпуске единицы нерентабельной продукции?
6)На сколько можно снизить запас каждого из ресурсов, чтобы это не привело к уменьшению прибыли?
7)Определите изменение стоимости продукции и количество выпускаемых изделий при увеличении второго вида сырья на Z единиц.
8)Определите оптимальное решение задачи для случая, когда вектор ресурсов задан в виде -строки.
9)Определите интервалы изменения цен на каждую продукцию, при которых сохраняется оптимальный план.
10)На сколько нужно снизить затраты каждого вида сырья на единицу продукции, чтобы сделать производство нерентабельного изделия рентабельным?
11)На сколько нужно изменить запас каждого из дефицитных ресурсов, чтобы прибыль возросла на 20%?
1.
Сырье |
Норма расходов |
Ресурсы |
|||
A |
B |
C |
D |
||
I |
2 |
1 |
0,5 |
4 |
2400 |
II |
1 |
5 |
3 |
0 |
1800 |
III |
3 |
- |
6 |
3 |
2000 |
Цена
( |
7,5 |
3 |
6 |
12 |
|
Z
= 500,
= (2000,1500,2000)
2.
Сырье |
Норма расходов |
Ресурсы |
|||
A |
B |
C |
D |
||
I |
1 |
1 |
0,5 |
4 |
4500 |
II |
2 |
3 |
3 |
0 |
1200 |
III |
3 |
- |
5 |
1 |
2300 |
Цена ( ) |
7,5 |
3 |
4 |
12 |
|
Z = 300, = (1500,2000, 2000)
3.
Сырье |
Норма расходов |
Ресурсы |
|||
A |
B |
C |
D |
||
I |
4,5 |
1 |
0,5 |
4 |
2400 |
II |
1 |
5 |
3 |
2,6 |
820 |
III |
- |
10 |
6 |
1 |
2000 |
Цена ( ) |
10,5 |
3 |
6 |
12 |
|
Z = 700, = (2000,2880,1500)
4.
Сырье |
Норма расходов |
Ресурсы |
|||
A |
B |
C |
D |
||
I |
2 |
1 |
3,5 |
4 |
2600 |
II |
1,5 |
5 |
3 |
7 |
2200 |
III |
3 |
2 |
6 |
1 |
1000 |
Цена ( ) |
9 |
3 |
5,6 |
12 |
|
Z = 450, = (2000,1500,700)
5.
Сырье |
Норма расходов |
Ресурсы |
|||
A |
B |
C |
D |
||
I |
2 |
1 |
0,5 |
4 |
2700 |
II |
1 |
5 |
3 |
0 |
3200 |
III |
3 |
- |
6 |
1 |
1500 |
Цена ( ) |
13 |
3 |
11 |
8,5 |
|
Z = 500, = (1000,2500,500)
6-10. Из четырех видов кормов необходимо составить рацион, в состав которого должно входить не менее в1 ед. вещества А, в2 ед. вещества В и в3 ед. вещества С. Количество единиц вещества, содержащегося в 1 кг корма каждого вида, указано в соответствующей таблице. В ней же приведена цена 1 кг корма каждого вида.
Составить рацион, содержащий не менее нужного количества указанных питательных веществ и имеющий минимальную стоимость.
Определите, все ли виды кормов входят в рацион, ценность дополнительной единицы каждого питательного вещества и его приоритет при решении задач уменьшения стоимости рациона.
Определите суммарную стоимостную оценку питательных веществ в единице каждого корма. Использование какого вида корма нерентабельно.
Содержание какого из питательных веществ превышает заданный минимальный уровень и на сколько?
Определите максимально возможное уменьшение содержания каждого из питательных веществ в рационе, при котором структура рациона остается без изменений.
На сколько уменьшится стоимость рациона и используемое количество кормов при снижении минимального уровня потребления питательного вещества В до Z ед.?
Определите интервал изменения цен на каждый вид корма, при котором сохраняется структура рациона.
Возможно ли сделать выгодным использование корма, не вошедшего в рацион.
На сколько увеличится стоимость рациона при принудительном включении в рацион 1 кг нерентабельного вида корма?
На сколько нужно снизить минимальный уровень потребления каждого из питательных веществ, чтобы уменьшить стоимость рациона на 10%?
6.
Вещество |
Количество единиц вещества, содержащегося в 1 кг корма каждого вида |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
A |
10 |
5 |
7 |
4 |
B |
- |
10 |
13 |
- |
C |
20 |
7 |
12 |
5 |
Цена 1 кг корма (руб) |
9 |
11 |
12 |
10 |
= (400,180,200); Z = 70
7.
Вещество |
Количество единиц вещества, содержащегося в 1 кг корма каждого вида |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
A |
12 |
5 |
8 |
3 |
B |
- |
4 |
13 |
- |
C |
22 |
7 |
17 |
4,5 |
Цена 1 кг корма (руб) |
11 |
9 |
12 |
10 |
= (400,180,200); Z = 30
8.
Вещество |
Количество единиц вещества, содержащегося в 1 кг корма каждого вида |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
A |
10 |
- |
7 |
4,5 |
B |
20 |
14 |
15 |
6 |
C |
- |
7 |
12 |
5 |
Цена 1 кг корма (руб) |
9 |
11 |
12 |
17 |
= (400,180,200); Z = 110
9.
Вещество |
Количество единиц вещества, содержащегося в 1 кг корма каждого вида |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
A |
10,5 |
5 |
7 |
4 |
B |
- |
10 |
13 |
- |
C |
20 |
- |
12 |
5 |
Цена 1 кг корма (руб) |
16 |
15 |
12 |
20 |
= (400,180,200); Z = 60
10.
Вещество |
Количество единиц вещества, содержащегося в 1 кг корма каждого вида |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
A |
10 |
5 |
7 |
6 |
B |
- |
7 |
8 |
9 |
C |
20 |
7 |
12 |
- |
Цена 1 кг корма (руб) |
9 |
11 |
12 |
10 |
= (400,180,200); Z = 30